高中化学人教版 (2019)必修第一册 第三章 铁 金属材料 测评(B)

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第三章测评(B)(时间:60分钟　满分:100分)一、选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。1.下列变化中,加入铁粉不可能实现的是(　　)。A.Ag+Ag B.Fe3+Fe2+C.H+H2 D.Al3+Al答案:D解析:铁粉具有还原性,能将氧化性较强的Ag+、Fe3+、H+等还原,而Al3+氧化性很弱,铁粉不能还原Al3+。2.下列叙述错误的是(　　)。A.氧化铝坩埚不能用于熔化烧碱B.用铝锅炒菜比用铁锅好C.过氧化钠可用于呼吸面具作为氧气的来源D.Fe2O3可以制防锈油漆、红色颜料答案:B解析:氧化铝可以与氢氧化钠溶液反应,氧化铝坩埚不能用于熔化烧碱,A项正确;铝的过量摄入可能会影响人体健康,B项错误;过氧化钠能与水或二氧化碳反应产生氧气,可用于呼吸面具作为氧气的来源,C项正确;Fe2O3可以制防锈油漆、红色颜料等,D项正确。3.下列关于Mg、Fe、Cu的说法正确的是(　　)。A.三种金属单质放置在空气中均只生成氧化物B.保存Fe2(SO4)3溶液时需要加入铁钉C.无须另选试剂就可以鉴别MgSO4、Fe2(SO4)3和CuSO4三种溶液D.三种金属的活动性:Mg>Cu>Fe答案:C解析:铜在空气中生成的Cu2(OH)2CO3属于盐,错误;Fe2(SO4)3溶液中加入铁钉,Fe3+会被铁还原为Fe2+,错误;硫酸铜溶液呈蓝色,硫酸铁溶液呈棕黄色,而硫酸镁溶液无色,正确;三种金属的活动性:Mg>Fe>Cu,错误。4.下列各组反应,最终一定能得到白色沉淀的是(　　)。A.向CaCl2溶液中通入CO2B.向CuSO4溶液中加入NaOH溶液C.向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液D.向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液答案:D解析:CaCl2与CO2不反应,A项错误;向CuSO4 溶液中加入NaOH溶液产生氢氧化铜蓝色沉淀,B项错误;向FeCl2溶液中加入过量NaOH溶液先产生白色沉淀,然后迅速转化为灰绿色,最终变为红褐色,C项错误;向MgSO4溶液中加入足量NaOH溶液产生氢氧化镁沉淀,D项正确。5.对于金属的下列叙述错误的是(　　)。A.金属具有导电性、导热性和延展性B.焰色试验表现的是某些金属元素的物理性质C.铁在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出大量的热D.铁生锈能形成一层保护层,所以铁锈不必除去答案:D解析:导电性、导热性和延展性是金属共有的物理性质,A项正确;焰色试验过程中没有生成新物质,所以是物理变化,B项正确;铁丝在纯氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,放出大量的热,C项正确;铁锈很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应,D项错误。6.用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板上的铜,所得的溶液中加入铁粉。对加入铁粉充分反应后的溶液分析合理的是(　　)。A.若无固体剩余,则溶液中一定有Fe3+B.若有固体存在,则溶液中一定有Fe2+C.若溶液中有Cu2+,则一定没有固体析出D.若溶液中有Fe2+,则一定有Cu析出答案:B解析:Fe3+的氧化性比Cu2+的氧化性强,加入的铁粉可以恰好将原来剩余的Fe3+还原为Fe2+而没有固体剩余或析出,A、D两项错误;在整个过程中Fe3+被铜、铁还原为Fe2+,无论是否有固体存在,一定会含有Fe2+,B项正确;加入的铁将剩余的Fe3+还原后还可以将部分Cu2+还原为铜单质,C项错误。7.在含有1 mol FeSO4的溶液中投入一小块金属钠,反应完全后,滤出沉淀并洗涤,然后在空气中灼烧沉淀得到的固体物质是(　　)。A.Fe B.FeO C.Fe(OH)3 D.Fe2O3答案:D解析:向FeSO4溶液中投入一小块金属钠,生成Fe(OH)2,在空气中Fe(OH)2被氧化为Fe(OH)3,灼烧时最后得到的固体为Fe2O3。8.15 g铁粉和氧化铁的混合物,放入150 mL稀硫酸中完全溶解,并放出1.68 L H2(标准状况),加入KSCN溶液后,无明显颜色变化。为了使Fe2+完全转化为Fe(OH)2沉淀,共耗用200 mL 3 mol·L-1 NaOH溶液,则原稀硫酸中c(H2SO4)为(　　)。A.4 mol·L-1 B.3 mol·L-1 C.2 mol·L-1 D.1 mol·L-1答案:C解析:Fe2+完全转化为Fe(OH)2沉淀后,消耗的NaOH溶液恰好转化为Na2SO4溶液,因此原稀硫酸中n(H2SO4)=n(Na2SO4)=n(NaOH)=×3 mol·L-1×200 mL×10-3 L·mL-1=0.3 mol,c(H2SO4)==2 mol·L-1。二、选择题:本题共4小题,每小题6分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得6分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。9.为了验证Fe3+的性质,某化学兴趣小组设计了如图所示的一组实验,其中实验方案设计错误的是(　　)。A.④ B.③ C.③④ D.①②③④⑤答案:C解析:①Fe3+与Fe反应生成Fe2+,溶液呈浅绿色,①正确;②Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3,溶液呈红色,②正确;③CuSO4溶液与FeCl3溶液不反应,混合后溶液不会变成无色,③错误;④FeCl3溶液与AgNO3溶液反应生成白色AgCl沉淀,该性质不是Fe3+的性质,④错误;⑤Fe3+与NaOH溶液反应生成红褐色Fe(OH)3沉淀,⑤正确。综上所述,C项错误。10.已知未知物甲是一种盐,某同学对其水溶液进行了鉴定,实验过程及现象如图所示:已知硝酸能将Fe2+氧化为Fe3+。现对甲、乙、丙、丁作出的如下推断中,错误的是(　　)。A.甲一定是FeCl3B.白色沉淀乙可能是AgClC.滤液丙中一定含Fe3+D.无法确定甲的溶液中是否含有Fe2+答案:A解析:生成的白色沉淀可能是AgCl,甲与酸化的AgNO3溶液反应得到丙,丙遇KSCN溶液得到红色溶液,丙中一定含Fe3+,甲溶液中也可能含Fe2+。因为加入酸化的硝酸银溶液后,硝酸可以把Fe2+氧化成Fe3+。11.由FeO、Fe2O3、Fe3O4组成的混合物,测得其中铁元素和氧元素的质量比为21∶8,则此混合物中FeO、Fe2O3、Fe3O4的物质的量之比可能是(　　)。A.1∶1∶1 B.1∶2∶3C.1∶3∶1 D.1∶1∶3答案:AD解析:Fe3O4中铁元素和氧元素的质量比=(56×3)∶(16×4)=21∶8,且Fe3O4可表示成FeO·Fe2O3,故要使混合物中铁元素和氧元素的质量比为21∶8,只要n(FeO)∶n(Fe2O3)=1∶1即可,A项和D项符合题意。12.铁的氧化物有多种,在中学化学中经常提到的有FeO、Fe2O3和Fe3O4,而且在一定条件下它们之间可以相互转化,例如:在超过1 400 ℃的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧,生成Fe3O4。下列有关说法正确的是(　　)。A.FeO、Fe2O3和Fe3O4均为黑色固体B.Fe3O4常写成FeO•Fe2O3,其中既有+2价的Fe,又有+3价的Fe,所以Fe3O4是一种混合物C.热稳定性Fe2O3<Fe3O4D.FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应,且反应类型均为复分解反应答案:CD解析:FeO和Fe3O4均为黑色固体,Fe2O3为红棕色固体,A项错误;Fe3O4是一种纯净物,B项错误;在超过1 400 ℃的温度下加热Fe2O3时,Fe2O3会部分失去氧,生成Fe3O4,说明四氧化三铁稳定,C项正确;FeO、Fe2O3和Fe3O4均可与盐酸反应生成盐和水,反应过程中无元素化合价变化,反应类型均为复分解反应,D项正确。三、非选择题:本题共4小题,共52分。13.(10分)某化学社团的同学们实验探究Fe2+、Fe3+的性质。(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol·L-1的溶液。在FeCl2溶液中需要加入少量铁屑,其目的是　　　　　　　　　　　　　　。 (2)甲同学取2 mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。(3)乙同学认为甲同学的实验不够严谨,该同学在2 mL FeCl2溶液中先加入0.5 mL煤油,再于液面下依次加入1滴KSCN溶液和几滴氯水,溶液变红,煤油的作用是　　　　　　　　　　　。 (4)丙同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴盐酸酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 答案:(1)防止Fe2+被氧化(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(3)隔绝空气(排除氧气对实验的影响)(4)H2O2+2FeCl2+2HCl2FeCl3+2H2O解析:(1)铁与氯化铁反应生成氯化亚铁,在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是防止氯化亚铁被氧化。(2)氯气具有氧化性,能氧化氯化亚铁为氯化铁,反应的离子方程式为2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-。(3)煤油不溶于水,密度比水的密度小,分层后可以隔离溶液与空气接触,排除氧气对实验的影响。(4)向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,说明过氧化氢将FeCl2氧化为FeCl3。14.(13分)已知A、E为金属单质,B是淡黄色粉末且常用于防毒面具中,回答下列问题。(1)实验室中A常常保存在盛有　　　　　　的广口瓶中。 (2)写出B转变成C的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　。0.1 mol B参与该反应,转移电子的个数为　　　　　　　　　　　　。 (3)用化学方程式表示沉淀G颜色发生变化的原因:　　　　　　　　　　　　　。 (4)从A、B、C、D、E、G、H中选出试剂可制备F,写出相应的离子方程式:　 　　　　　　　　　　　。 (5)向F溶液中加入B固体,写出可能出现的现象: 　 　　　　　　　　　　　。 答案:(1)石蜡油(或煤油)(2)2Na2O2+2CO22Na2CO3+O26.02×1022(3)4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3 (4)2Fe3++Fe3Fe2+(5)有无色气体生成,产生红褐色沉淀解析:A为金属单质,B是淡黄色粉末且常用于防毒面具中,可推知B为Na2O2,A为Na;由图中转化关系可进一步推知,C为Na2CO3,D为NaOH;G为白色沉淀,与O2反应生成红褐色沉淀,可推知,红褐色沉淀为Fe(OH)3,G为Fe(OH)2,进而推知E为Fe,F为FeCl2,H为FeCl3。(1)实验室中钠常常保存在盛有石蜡油(或煤油)的广口瓶中。(2)Na2O2转变成Na2CO3的化学方程式为2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,反应中Na2O2既是氧化剂,也是还原剂,0.1 mol Na2O2参与该反应,转移0.1 mol电子,电子的个数为6.02×1022。(3)Fe(OH)2易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3,化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3。(4)F为FeCl2,可用E与H溶液反应制得,反应的离子方程式为2Fe3++Fe3Fe2+。(5)直接向FeCl2溶液中加入Na2O2固体,Na2O2溶于水生成NaOH和O2,FeCl2与NaOH、O2反应会生成Fe(OH)3,故可能出现的现象是有无色气体生成,产生红褐色沉淀。15.(13分)某工厂排放的工业废水中含Fe3+、Al3+、Cu2+,工厂为了防止环境污染,变废为宝,利用废铁屑和其他化学试剂进行如下操作,得到了铁红、Al2O3和金属Cu。回答下列问题。(1)固体A的成分是　　　　　　　(用化学式表示)。 (2)写出BD的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　,该反应中氧化剂是　　　　,2 mol Cl2参加反应转移电子　　　　 mol,溶液D中滴加KSCN溶液的现象是　　　　　　　　　　　　。 (3)已知Al(OH)3可与强碱溶液反应生成偏铝酸盐和水。溶液E在焰色试验中火焰呈黄色,试剂H是　　　　　(用化学式表示);DE反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　。答案:(1)Fe、Cu　(2)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-　Cl2　4　溶液变红色　(3)NaOH　Al3++4OH-Al+2H2O解析:(1)加入废铁屑后发生如下反应:Fe+Cu2+Cu+Fe2+,又由于铁屑过量,所以固体A的成分为Fe和Cu。(2)溶液B中含有Fe2+、Al3+,通入足量氯气的目的是将Fe2+氧化为Fe3+;Cl2作为氧化剂参加反应,氯元素由0价降低为-1价,所以2 mol Cl2转移电子4 mol;溶液D中含有Fe3+,滴加KSCN溶液变红色。(3)焰色试验中火焰呈黄色,说明溶液E中含有Na+,故溶液H为NaOH溶液。DE反应的离子方程式为Al3++4OH-Al+2H2O。16.(16分)某研究性学习小组在用CO还原Fe2O3的实验中,用磁铁吸出生成的黑色粉末X,有人认为X不一定只是Fe,因为温度不同、受热不匀时生成的Fe3O4也能被磁铁吸引。为了探究X的组成,进行如下实验。Ⅰ.定性检验。(1)将固体X溶于盐酸,加入适量的KSCN溶液,若未变为红色,　　　(填“能”或“不能”)表明固体中不含有四氧化三铁,简述理由　  　　　　　　　　　　　　。 (2)某同学采用还原法检验X中是否含有四氧化三铁。①按如图装置连接好仪器,检查装置的气密性。②B洗气瓶中试剂名称是　　　　。打开弹簧夹K,点燃酒精灯之前需要排尽装置内的空气,原因是　 　　　　　　　　　　　　。 ③若加热一段时间后,装置D中白色粉末变为蓝色,得出的结论是　　　　　　　　　　　。Ⅱ.定量测定。方法1:沉淀法。按如下流程图转化、称量、计算。(3)写出溶液Y中滴加氯水时发生反应的离子方程式: 　　　　　　　　　　　　。 (4)通过以上数据,测出黑色粉末X中各成分的物质的量为　　　　　　　　　　　。方法2:还原法。用足量氢气按上述装置还原a g X,停止加热继续通入氢气直至固体粉末冷却,称得固体粉末质量为b g。(5)停止加热后,继续通入氢气的目的是 　　　　　　　　　　　　。 (6)根据a与b的关系,判断X的成分:若a=b,则X为纯铁粉,若X为纯四氧化三铁,则b=　　　　　　;若<b<a,则X的组成为　　　　　　　　　　　　　。 答案:Ⅰ.(1)不能　四氧化三铁溶于盐酸生成的Fe3+还能被铁单质还原为Fe2+(2)②浓硫酸　避免氢气与氧气混合受热发生爆炸;排尽空气,防止氧气与氢气反应生成水　③X中含四氧化三铁Ⅱ.方法1:(3)2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-(4)0.01 mol Fe,0.01 mol Fe3O4方法2:(5)避免赤热铁粉被空气中的氧气氧化成铁的氧化物(6)　铁和四氧化三铁的混合物